• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권3호
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• pp.162-168
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• 2012

양성자 치료에서 치료의 목표를 달성하고 환자의 안전을 제고하기 위해 인체 내 양성자 빔의 분포를 확인하는 것이 중요하다. 양성자 선량분포와 밀접한 관계가 있는 즉발감마선의 2차원 분포 측정을 위하여 본 연구팀에서는 다수의 CsI(Tl) 섬광체가 1차원 종형으로 배열된 검출기 배열과 집속장치 및 다채널 신호처리 장치로 이루어진 측정장치를 개발하고 있다. 이에 본 연구에서 몬테칼로 기반의 MCNPX 코드를 이용하여 최적화된 측정 장치를 설계하고자 하였다. 즉발감마선을 효과적으로 측정하기 위해 CsI(Tl) 섬광체의 크기를 $6{\times}6{\times}50mm^3$로 결정하였으며, 배경감마선의 영향을 최소화하고 빔의 진행방향에서 수직방향으로 발생하는 즉발감마선만 측정하기 위해 집속장치의 구멍 크기는 면적 $6{\times}6mm^2$, 길이 150 mm로 최적화되었다. 150 MeV 양성자 빔에 대한 성능 예측 전산모사연구를 수행한 결과, 본 연구에서 최적화된 측정 장치를 통해 즉발감마선 2차원 분포를 측정할 수 있었으며, 1 mm 오차범위에서 양성자 빔의 비정을 결정할 수 있었다. 이를 바탕으로 현재 다채널의 신호처리 장치를 개발하고 있으며 실제 양성자 빔을 이용한 즉발감마선 분포측정을 통해 측정 장치의 성능을 검증할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권2호
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• pp.51-61
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• 2009

컴프턴 카메라는 컴프턴 산란현상의 기하학적 해석을 통해 감마선원의 3차원적 위치분포를 고정된 위치에서 찾아내는 신개념의 감마선 영상장치이다. 기존의 감마선 영상장치에서는 필수적으로 사용되는 기계적 집속기를 사용하지 않기 때문에 높은 영상 감도를 제공할 수 있으며, 다중 추적자 기능을 제공한다는 장점이 있어 차세대 감마선 영상장치로서 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 Geant4 몬테칼로 전산모사 툴키트를 이용하여 사용자 친화형의 컴프턴 카메라 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터의 정확성을 검증하기 위하여 한양대학교에서 개발 중인 이중 산란형 컴프턴 카메라의 실험 결과와 비교하였다. 영상 해상도의 경우 선원의 에너지가 높아짐에 따라 해상도가 향상되는 동일한 경향을 보였으나, 시뮬레이터 결과에서 약 1 mm 정도 우수하게 평가되었다. 영상 감도의 경우 실험에서 2~3배 정도 높게 평가되었다. 이러한 결과들은 우연 동시반응에 기인한 것으로, 실험에서 획득한 유효반응들은 전산모사와는 달리 우연한 동시계수에의한 데이터가 상당수 포함되어 있기 때문에 영상 해상도는 상대적으로 저조하고, 영상 감도는 높게 나타난 것으로 판단된다. 개발된 시뮬레이터를 이용하여 새로운 구조의 컴프턴 카메라에 대한 성능을 평가하였다. 단일 산란형 컴프턴 카메라의 경우 산란부를 다층 구조로 개발할 때 4대의 산란부 검출기를 사용하는 것이 최상의 성능을 보이는 것으로 평가되었고, 그 이상 사용할 경우 성능이 오히려 저하됨을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.987-994
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• 2019

일반촬영의 저관전압 촬영에서 발생되는 저 에너지 X-선은 신체에 흡수가 많고 영상 품질 향상에는 도움을 주지 못한다. 본 연구에서는 일반 촬영에서 적정 농도를 유지하면서 환자의 피폭 선량을 줄이기 위해 농도에 따른 관전압 15%법칙과 농도에 비례하는 관전류량을 이용하여 면적 선량과 입사표면선량을 측정하여 환자의 피폭선량을 비교하였다. Hand, Knee, Abdomen, Skull 촬영에서 kVp를 115%까지 증가하면서 mAs를 50%까지 감소시키고, kVp를 85%까지 감소시키고 mAs를 200%까지 증가시키면서 면적선량과 입사표면선량을 측정하여 각각의 선량을 비교하였다. 그리고 각 영상의 5군데를 정하여 농도를 측정하고 Kruskal wallis H 검증을 하여 집단-간의 유의확률을 알아보았다. 농도를 일정하게하기 위해 관전압을 115%로 증가하고, 관전류를 50%로 감소시킨 조건에서 각 부위별 평균 면적선량과 입사표면선량을 측정한 결과 기준 선량을 100%로 할 때 각각 58.68%, 59.85%로 감소하고, 관전압을 85%로 감소하고 관전류를 200%로 증가시킨 조건에서 각각 147.28%, 159.9%로 증가하였다. 농도 변화를 비교한 결과 Hand, Knee, Abdomen, Skull 촬영 모두 유의확률 >0.05 나타나 농도 변화는 없는 것으로 나타났다. 해상력과 대조도에 영향을 주지 않는 범위에서 적정한 계산을 통해 관전압을 증가시키고 관전류를 낮게 해서 촬영하는 것이 적정농도를 유지하면서 환자의 피폭 선량을 줄이는 간단한 방법으로 사료된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제32권5호
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• pp.485-500
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• 2016

We examined acidity state of inorganic aerosol and oxidation state of organic aerosol by High Resolution Time of Flight Aerosol Mass Spectrometer (HR-ToF-AMS) at Baengnyeong Super site from Jan 2012 to Dec 2013. Additionally, we carried out the analysis for the aerosol component group of organic matter ($C_xH_y$, $C_xH_yO_1$, $C_xH_yO_z$, $C_xH_yO_zN_p$) and elemental composition to calculate H/C, O/C, N/C, OM/OC and identify the oxidation state. The aerosol chemical composition in this study is dominated by sulfate ($SO_4{^{2-}}$), nitrate ($NO_3{^-}$) plays a smaller role in aerosol acidity. Ammonium ($NH_4{^+}$) was found in a formation of $(NH_4)_3H(SO_4)_2$. However, the binding formations of $NH_4NO_3$ and $NH_4Cl$ increase in the winter. $C_xH_yO_1$ indicating the oxidized state of $PM_{1.0}$ has the highest ratio of 41% while $C_xH_y$ indicating the non-oxidized state has a lower ratio of 36%, meaning that the oxidation level of $PM_{1.0}$ in Baengnyeong Island is high. The ratio between H/C and O/C was 1.33 and 0.78 respectively, showing the characteristic of LV-OOA (Low volatility-Oxygenated Organic Aerosol). Acidic and oxidized aerosols sampled during this field study were largely anthropogenic in origin from Chinese continent and photochemically aged.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권4호
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• pp.391-398
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• 2004

2003년 9월 27일 과학기술위성 1호가 성공적으로 발사된 이래, 주탑재체인 원자외선분광기(Far-ultraviolet Imaging Spectrograph, FIMS)는 초기 운용 모드를 거쳐 현재까지 정상 관측을 수행하고 있다. FIMS는 전천관측을 통해 우리은하의 뜨거운 가스의 분포를 측정하고 있으며, 초신성 잔해 및 성간운의 수소 방출선, 그리고 지구 대기의 대기광 등에 대한 관측을 수행하고 있다. FIMS의 광학계 및 검출기는 지상에서 특성 평가 및 보정을 마쳤지만, 우주 발사 과정의 진동에 의한 효과, 우주 환경에의 노출 등에 의한 효과로 인해 궤도상 보정이 필수적이다. 한편, 지구 대기에는 수소 및 질소 분자 등이 태양빛을 받아 강한 방출선들을 내는데 이들은 파장 보정의 좋은 기준선들이 된다. 이 논문에서 우리는 FIMS로 대기광 방출선들을 관측하였고, 관측된 방출선을 검출기의 위치에 따라 모델 스펙트럼과 비교하여 그 차이를 구하였으며, 이것을 보정시킴으로써 FIMS의 장파장에서의 분해능 및 정확도를 향상시키는데 기여하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2호
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• pp.217-225
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• 2020

해체 원전에서 총 폐기물의 약 70~80%에 해당하는 많은 양의 콘크리트 폐기물은 해체 폐기물의 대부분을 차지한다. 해체 시 발생된 콘크리트 폐기물은 핵종별 농도에 따라 규제해제 폐기물과 방사성폐기물로 정의할 수 있다. 따라서, 방사성 콘크리트 폐기물의 처분 비용을 저감하기 위하여 자체 처분 및 제한적 재활용을 위한 제염 작업의 수행이 중요하다. 그러므로 콘크리트 폐기물의 효율적인 제염 작업을 위해 내부 방사능 분포를 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구는 원전 해체 시, 발생되는 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위하여 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법의 성능을 비교하였다. 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법으로 단순 역투사(SBP), 필터 후 역투사(FBP), 최대우도 기댓값 최대화 방법(MLEM), 그리고 기존의 MLEM의 시스템 반응 함수에 에너지 정보가 결합되어 확률적으로 계산하는 최대우도 기댓값 최대화 방법(E-MLEM)이 사용되었다. 재구성된 영상을 획득한 후, 정량적인 분석 방법을 이용하여 재구성된 영상의 성능을 정량적으로 비교 및 평가하였다. MLEM 및 E-MLEM 영상 재구성 방법은 각각 재구성된 영상에서 높은 이미지 분해능과 신호 대 잡음비를 유지하는 데 있어 가장 좋은 성능을 보여주었다. 본 연구에서 도출된 결과들은 원자력 시설 해체 시 방사성 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위한 수단으로 컴프턴 영상을 사용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권1호
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• pp.7-17
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• 2007

목 적: 최신 방사선 치료에서는 환자 치료계획 시 종양체적에 분포한 3차원 공간적 선량분포의 검증이 중요시 되고 있는 추세이다. 기존의 선량계로는 공간상의 선량분포를 알 수 없어 이러한 문제점을 극복하고자 조직등가 겔 내에서 방사선에 의해 변화된 화학적 변화를 자기공명영상을 이용하여 3차원적 선량 분석을 시행하는 겔 선량계를 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 겔 합성 시료의 조성비에 따른 정상산소 중합체 겔의 특성 연구를 위해 다섯 개 조합의 중합체 겔을 합성하였다. 이후 방사선량과 자기공명영상의 횡이완 시간과의 상관관계를 구하기 위해 겔로 채워진 후 밀봉된 선량측정용 바이알을 제작하였고, 방사선을 조사하였다. 그리고 방사선 조사 후 선량측정용 바이알의 자기공명영상을 획득하였다. 선량특성 평가 항목으로는 자기공명영상과 R2 지도, 조성비 별 선량-R2 반응곡선 및 선량분포 등의 인자를 분석, 평가하였다. 결 과: 각 조성비 별 정상산소 중합체 겔의 선량-R2 반응 곡선에서 set 1, 3, 4, 5 의 기울기는 각각 0.60, 0.775, 0.683, 0.954이며 절편은 각각 0.322, 0.473, 0.611, 1.032이었다. Set 3의 경우 선형성도 다른 조합보다 비교적 우수한 0.9491이며 선량 반응이 일어나는 문턱 값 또한 0.473으로 0.5 Gy 정도에서 반응이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구에서는 임상에서 실용적으로 사용할 수 있는 정상산소 중합체 겔(normoxic gel)을 항산화제를 사용하여 정상산소 조건에서 합성하였고, 이상적인 조성비를 얻을 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권2호
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• pp.177-184
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• 2016

최근 선형가속기를 이용한 방사선치료는 세기조절방사선치료, 정위적방사선치료 등이 널리 사용되고 있다. 이러한 방사선 치료기법은 일반적으로 역방향치료계획을 사용함으로써 소조사면을 제외하기 어렵다. 그러므로 소조사면의 선량특성에 관한 정확한 측정이 필요하다. 따라서 유효체적이 서로 다른 검출기를 이용하여 소조사면에 대한 깊이선량백분율, 빔측면도, 그리고 선량출력계수를 측정하여 각 검출기의 선량특성 평가하고자 하였다. 실험 결과 X-선 6 MV에너지에 대한 빔선질($PDD_{20}/PDD_{10}$)은 $10{\times}10cm^2$에서 Diode 검출기는 Pinpoint 검출기에 비해 2.4%로 높았다. 모든 조사면에서 유효체적이 작은 Diode 검출기가 다른 검출기들과 50%이상 작은 반음영을 보여 공간분해능이 우수한 것으로 평가되었다. 출력선량계수는 조사면 $2{\times}2cm^2$에서 Semiflex 검출기 다른 검출기에 비해 2%정도 적게 측정되기 시작해서 조사면 $1{\times}1cm^2$에서는 20%정도 차이를 보이며 유효성이 없는 것으로 판단된다. 조사면 $1{\times}1cm^2$에서 Diode 검출기와 Pinpoint 검출기의 측정값은 13%정도 차이를 보였다. 조사면 $3{\times}3cm^2$이하에서는 검출기의 유효체적에 따른 출력선량계수의 차이가 크므로 가능한 유효체적이 작은 검출기를 사용해야 될 것으로 사료된다.

• 한국재료학회지
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• 제8권7호
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• pp.634-640
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• 1998

HBr을 이용한 트렌치 식각시 식각 방지막의 형성과 이들이 결함 생성 및 분포에 미치는 영향을 고분해능 투과전자현미경을 이용하여 연구하였다. $O_2$ 및 다른 첨가 가스로 $SiO_xF_y$, $SiO_xBr_y$ 등의 식각 방지막을 표면에 형성시켜 벽면 undercut을 방지하고 표면의 거칠기를 감소할 수 있었으며, 이후의 트렌치 채움 공정에서 void 가 없는 잘 채원진 구조를 얻을 수 있었다. 형성된 식각 방지막은 격자 결함의 생성 및 이들의 분포에 영향을 미쳤다. 대부분의 식각 유도 결함들은 트렌치 바닥의 가장자리에서 $10\AA$ 이내의 깊이로 분포하였으며, 잔류막의 두께에 의존하였다. 두꺼운 잔류막층 아래로는 결함들이 거의 사라졌으며, 결함층의 깊이와 잔류막 두께는 대체로 반비례하는 것을 나타났다. 기판 내에 존재하는 결정학적인 결함들은 식각종의 입사각이나 에너지에 의존하는 반면에,식각된 표면에서 관찰되는 결함들은 트렌치 식각동안 형성되는 이러한 잔류막의 두께에 크게 의존하는 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권4호
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• pp.159-164
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• 2009

실리콘 기판에 GaN 에피성장을 확인하기 위해, P형 Si(100), Si(111) 기판 전면에 버퍼층으로 40 nm 두께의 코발트실리사이드를 형성시켰다. 형성된 코발트실리사이드 층에 연속으로 HVPE(hydride vapor phase epitaxy)로 하나는 $850^{\circ}C$-12분 + $1080^{\circ}C$-30분(공정I)과, 또 하나 조건은 $557^{\circ}C$-5분 + $900^{\circ}C$-5분(공정II) 조건으로 각각 나누어 진행하여 보았다. GaN의 에피성장을 광학현미경, 주사전자현미경, 주사탐침현미경, 그리고 HR-XRD로 확인하였다. 공정I로는 GaN의 에피성장이 진행되지 않았으며, 공정II에서는 에피성장이 진행되었다. 특히 공정 II는 열팽창에 의해 실리콘 기판과의 자가정렬적인 기판분리 현상을 보였으며, XRD로 GaN의 0002 방향의 결정성 (crystallinity)을 ${\omega}$-scan으로 확인한 결과(100)면 방향의\ 실리콘과 코발트실리사이드를 버퍼층으로 활용하고 저온에서 HVPE를 진행한 조합이 GaN의 에피성장에 유리하였다.